泵蓋
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
泵蓋的視頻教程
ANSYS Mechanical經典基礎案例（下）
其中基礎案例（下）中包括8個案例，分別是： ①泵體與軸的接觸分析 ②活塞與連桿的鉸接分析 ③千斤頂遠端邊界分析 ④卡扣約束方程分析 ⑤管夾多載荷步分析 ⑥機架模態分析 ⑦泵蓋穩態溫度場分析 ⑧機械臂網格無關性分析
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泵蓋的實例教程
本次分析的泵蓋幾何模型如圖1所示：
圖1 泵蓋熱結構耦合仿真分析的幾何模型
3.2 網格劃分
由于泵蓋結構形式較為簡單，本文采用一階四面體單元，生成有限元網格模型。為了獲得更精確的結果，設置網格劃分的單元尺寸為4mm，最小尺寸為2mm，最大尺寸為6mm。對于泵蓋倒圓角關鍵位置設置局部網格控制尺寸為1.5mm。程序自動在不同的網格尺寸間進行過渡。最終得到的單元總數為251448，節點總數為54256。網格模型如下：
圖2 泵蓋網格模型
3.3 材料定義
本文所研究的泵蓋材料為鋁合金， 在進行熱結構耦合仿真分析中，需要設置相應的力學和熱材料屬性。
3.4施加載荷與邊界條件
泵蓋與箱體的配合面為溫度載荷邊界，其溫度值為60攝氏度。泵蓋內腔為溫度載荷邊界，其溫度值為90攝氏度。泵蓋整個外表面為對流換熱的邊界條件，其對流換熱系數為5.0e-6W/mm2℃，環境參考溫度為20攝氏度。具體如下圖所示：
圖3 泵蓋與箱體的配合面溫度載荷
圖4 泵蓋內腔溫度載荷
圖5 泵蓋外表面對流換熱邊界
設置泵蓋與箱體的配合面為固定支撐，泵蓋內部腔體壓力載荷為10MPa，泵蓋凸起的圓孔處，為集中力載荷，FX=1000N，FY=0N，FZ=1500N。具體如下圖所示：
圖6 泵蓋外表面對流換熱邊界
圖7 泵蓋內腔表面壓力載荷
圖8 泵蓋凸起孔集中力載荷
4.計算結果分析
4.1 計算分析設置
對于泵蓋的熱結構耦合仿真分析，需建立穩態熱仿真分析類型和熱結構耦合仿真分析類型，并需首先計算泵蓋穩態熱工況，然后才能計算其熱結構耦合仿真分析。
展開 三、泵蓋的修理
工作平面的修理：若泵蓋工作平面磨損較小，可用手工研磨法消除磨損痕跡，即在平臺或厚玻璃板上放少許氣門砂，然后將泵蓋放在上面進行研磨，直到磨損痕跡消除，工作表面平整為止。當泵蓋工作平面磨損深度超過0．1毫米時，應采取先車削后研磨的辦法修復。
主動軸襯套孔的修理：泵蓋上的主動軸襯套孔磨損的修理與殼體主動軸襯套孔磨損的修理方法相同。
四、齒輪的翻轉使用
齒輪泵齒輪磨損主要是在齒厚部位，而齒輪端面和齒頂的磨損都相對較輕。齒輪在齒厚部位都是單側磨損，所以可將齒輪翻轉180度使用。當齒輪端面磨損時，可將端面磨平，同時研磨潤滑油泵殼體結合面，以保證齒輪端面與泵蓋的間隙在標準范圍內。
展開 一、概 要
1）案例描述
水泵在水壓試驗工況下，其泵體與泵蓋受到4.5MPa壓力，通過靜力分析驗證其在該載荷下的強度。具體結果可見后處理云圖。
2）幾何
某型泵模型如圖1-1(a)所示，由泵體和泵蓋兩部分組成，兩者通過法蘭連接。其剖面如1-1（b）所示。
圖1-1 幾何模型
3）材料
楊氏模量：205000MPa，泊松比：0.28
4）載荷
內表面C壓力：4.5MPa
5）約束
泵體和泵蓋法蘭連接處綁定
6）邊界條件
面A法蘭處 ：Ux=Uy=Uz=0mm；面B法蘭處：Ux=Uy=Uz=0mm
二、建 模
1）新建方案
① 啟動AIFEM 2023R2；
② 點擊創建方案，在新建方案彈窗中，填寫文件名《水泵》，點擊保存。
圖2-1 AIFEM窗口
圖2-2 新建方案
2）幾何
① 點擊幾何>導入，彈出導入幾何文件彈窗；
② 在導入幾何文件彈窗中，選擇幾何文件Pump.step；
③ 選擇默認的‘導入為新模型’，將其導入為‘模型-1’，點擊導入；
④ 展開左側方案樹零件與裝配體，將鼠標懸停于零件或組件上，點擊鼠標右鍵，在出現的菜單中選擇刪除，將09solid_rotor與09solid_rotor-1刪除。此零件為葉輪，不參與本次分析。
圖2-3 幾何導入
3）網格
① 點擊有限元模型>四面體網格，彈出四面體網格彈窗；
② 選擇兩個零件；
③ 將全局網格尺寸修改為10mm，點擊確定。
圖2-4 泵蓋網格劃分
4）材料
① 點擊有限元模型>材料庫。
展開 水泵的拆裝工藝
離心泵的檢修按程序來講，就是拆卸、檢查、組裝三大步。由于泵的構造不同，具體的檢修程序也不一樣。
一、IS型泵的拆裝
1 解體步驟
1.1 先將泵蓋和泵體上的緊固螺栓松開，將轉子組件從泵體中取出。
1.2 將葉輪前的葉輪螺母松開，即可取下葉輪(葉輪鍵應妥善保管好)。
1.3 取下泵蓋和軸套，并松開軸承壓蓋，即可將軸從懸架中抽出(注意在用銅棒敲打軸頭時，應戴上葉輪螺母以防損傷螺紋)。
2 裝配順序
2.1 檢查各零部件有無損傷，并清洗干凈；
2.2 將各連接螺栓、絲堵等分別擰緊在相應的部件上；
2.3 將O形密封圈及紙墊分別放置在相應的位置；
2.4 將密封環、水封環及填料壓蓋等依次裝到泵蓋內；
2.5 將軸承裝到軸上后，裝入懸架內并合上壓蓋，將軸承壓緊，然后在軸上套好擋水圈；
2.6 將軸套在軸上裝好，再將泵蓋裝在懸架上，然后將葉輪、止動墊圈、葉輪螺母等依次裝入并擰緊，最后將上述組件裝到泵體內并擰緊泵體、泵蓋的連接螺栓。
3 在上述過程中，對平鍵、擋油環、擋水圈及軸套內的O形密封圈等小件易遺漏或錯裝，應特別引起注意。
4 安裝精度
這里給出的主要是聯軸器對中的精度要求。泵與電機聯軸器裝好后，其間應保持2～3mm間隙，兩聯軸器的外圓上下、左右的偏差不得超過0.1mm，兩聯軸器端面間隙的最大、最小值差值不得超過0.08mm。
二、SH型水泵的拆裝
1 解體步驟
1.1 分離泵殼
(1)拆除聯軸器銷子，將水泵與電機脫離。
(2)拆下泵結合面螺栓及銷子，使泵蓋與下部的泵體分離，然后把填料壓蓋卸下。
(3)拆開與系統有連接的管路(如空氣管、密封水管等)，并用布包好管接頭，以防止落入雜物。
1.2 吊出泵蓋
檢查上述工作已完成后，即可吊下泵蓋。起吊時應平穩，并注意不要與其它部件碰磨。
1.3 吊轉子
(1)將兩側軸承體壓蓋松下并脫開。
展開 檢查了葉輪口環間隙（實際0.60~0.72mm，要求0.50mm）、級間口環間隙（實際0.87~1.38mm，要求0.50mm）、泵蓋節流襯套與軸套間隙（實際0.62mm，要求0.38mm）、段間減壓襯套與軸套間隙（實際0.71mm，要求0.38mm），發現均有一定超標。
由此可見，該泵流量偏低的主要原因是：C形密封圈1損壞，相應的配合面沖刷嚴重；減壓襯套、軸套磨損；口環磨損。而軸位移偏大的主要原因是：C形密封圈1損壞，減壓襯套、軸套磨損，泵內回流加大，平衡了軸向力，導致推力軸承承受了比較大的軸向力。
C形密封圈1為什么損壞這么嚴重呢？原因分析如下：出現上述問題前，根據平衡管壓力上升的情況，曾經在現場拆卸泵蓋（見圖5中的“6”），更換減壓襯套（見圖5中的“14”）；泵蓋拆卸后，2段泵芯會失去軸向的壓緊力，軸向會向泵蓋側移動，特別是還會下沉，使得C形密封圈1發生扭曲變形，復位后，C形密封圈1與密封面的接觸不可能恢復到原來的狀態，造成損傷。正確的檢修方法是：拆卸泵蓋、更換減壓襯套前，應該將泵拆除、直立，這樣就可以避免對C形密封圈1的損傷。
根據零部件損壞的情況，更換了減壓襯套、軸套、C形密封圈1和2、葉輪口環等。泵經過上述處理并重新投用后，流量、揚程恢復到出廠的狀態，軸位移、振動等機械性能良好。
結 論
（1）泵的流量偏低與軸位移偏大不是孤立的問題，二者都是由于泵內部零部件的沖刷、磨損造成內回流加大引起的。
（2）泵的內部回流增大，既引起泵流量下降，又引起段間壓力上升，破壞了軸向力的平衡，使得推力軸承承受了很大的軸向力，導致軸位移偏大。
（3）泵的內部回流是由C形密封圈1損壞、減壓襯套磨損造成的。
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泵蓋的最新內容
具體如下圖所示：
圖3 泵蓋與箱體的配合面溫度載荷
圖4 泵蓋內腔溫度載荷
圖5 泵蓋外表面對流換熱邊界
設置泵蓋與箱體的配合面為固定支撐，泵蓋內部腔體壓力載荷為10MPa，泵蓋凸起的圓孔處，為集中力載荷，FX=1000N，FY=0N，FZ=1500N。
一、概 要
1）案例描述
水泵在水壓試驗工況下，其泵體與泵蓋受到4.5MPa壓力，通過靜力分析驗證其在該載荷下的強度。具體結果可見后處理云圖。
2）幾何
某型泵模型如圖1-1(a)所示，由泵體和泵蓋兩部分組成，兩者通過法蘭連接。其剖面如1-1（b）所示。
檢修時只需吊出泵蓋，轉子部件便可移出進行檢修作業，而不需拆卸管路，十分方便。
2、軸封選用機械密封或填料密封。能保證長時間無泄漏。葉輪密封環磨損后可以更換，減少了運行維護費用。
3、優化設計的雙吸葉輪使軸向力減小到最低限度，水力對稱，沒有軸向力(理論上)。
過濾器主要是保護傳動機構，E型泵過濾器的網目較大，當過濾器堵塞時，會導致真空過度，過濾器要定期清洗，清洗或更換過濾器后，必須確保泵蓋緊密密封。 油泵在運行前， 必須在吸從側油管灌注油料到泵溢流， 否則，泵會由于干運轉而損壞。油泵吸入口的抽吸阻力不能超過 0.4bar，輸出口的壓力一般在 10~24bar。
4）防護螺母11與泵蓋零件4接觸時，在同一方向上有兩個接觸面，會給零件制造和裝配等工作造成困難；箱蓋油孔倒角應為120度。
5）編寫序號不整齊、序號未按順序排列。
6）無邊框線、標題欄的上方不應該畫成粗實線。
7）無相應的剖切標記及拆卸標記。
8）尺寸標注不全，無性能、安裝尺寸。
30kW及以上的泵在電機上端蓋內增設漏水探頭等。
其中過熱保護元件是置于電機定子繞組內，不正常運行狀況下，繞組穩定達到過熱保護原件的設定值時，通過電柜過熱保護裝置停止電機。
漏水探頭用作漏水檢測，電機側進水后通過電控柜報警并停機。浮子開關用作檢測電機側機械密封是否失效，電機腔是否進水，探測到進水后通過電控柜報警并停機。
將密封環、水封環及填料壓蓋等依次裝到泵蓋內。
5. 將軸承裝到軸上后，裝入懸架內并合上壓蓋，將軸承壓緊，然后在軸上套好擋水圈。
6. 將軸套在軸上裝好，再將泵蓋裝在懸架上，然后將葉輪、止動墊圈、葉輪螺母等依次裝入并擰緊，最后將上述組件裝到泵體內并擰緊泵體、泵蓋的連接螺栓。
四、維護
1.檢查冷卻水是否暢通，泵體及泵蓋等部位有無泄漏現象。
2.定期檢查潤滑油質及油位，發現變質和缺油及時更換和加油。
3.經常檢查各部位溫度是否正常。
泵蓋 Casing cover
5. 葉輪 Impeller
6. 葉輪螺母 Impeller cap
7. 葉輪密封環 Impeller ring
8. 鍵 Key
9. 軸 Shaft
10. 軸承 Bearing
11. 軸承箱體 Bearing support
12. 軸承架 Bearing frame
13. 軸承壓蓋 Bearing cover
14.
(1)殼體部分 由泵體、泵套、密封壓蓋、一泵蓋組成一個封閉體，承受泵的壓力。
圖1 三螺桿泵結構圖
1-泵體；2-泵套；3-主動螺桿；
4-從動螺桿；5-安全閥套；6-止推墊；
7-從桿襯套；8-主桿襯套；
9-滾動軸承；10-機械密封
(2）轉子部分 由一根主動螺桿和二根從動螺桿組成。由于泵出口端壓力較高，使螺桿產生軸向力。
